DE2933040C2 - Verfahren zum Zünden einer Kohlenstaub-Rundbrennerflamme - Google Patents

Description

a) die Stauö-Zündflamnie mit einem Brensstaub betrieben wird, der sich vom Hauptbrennstaub in der Körnung und/oder der Konsistenz unterscheidet,

b) das Staubluft-Staubgewichtsverhältnis für die Staub-Zündflamme kleiner (0,5-1,0) als das der Hauptbrennerflamme (1,5-2,0) ist und

c) die Staub-Zündflamme mit einer kleineren Luftzahl (A = 0,8-1,1) als die Hauptbrennerflamme (A = 1,1-1,3) betrieben wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axia/e Verbrennungsluftkomponente für die Staub-Zünöfl&mme kleiner ist als diejenige der Hauptbrennerflamme.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tangential Verbrennungsluftkomponente für die Staub-Zündflamme größer ist als diejenige der Hauptbrennerflamme.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der bekannten Weise der Zünder des Zündbrenners gaselektrisch, ölelektrisch oder rein elektrisch betrieben wird.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Zum Zünden einer Brennerflamme wird im allgemeinen Zündenergie dem brennfähigen Brennstoff-Luftgemisch zugeführt. Bei Kohlenstaub-Rundbrennern erfolgt die Bereitstellung und Zufuhr der Zündenergie durch sogenannte Zündbrenner, die mit Öl oder Gas betrieben werden. Dabei wird das Öl oder das Gas mittels eines elektrischen Zündfunkens gezündet. Die Ver-Wendung von Öl oder Gas als Zündenergieträger erfolgt im Hinblick auf ihre Zündwilligkeit und Verbrennungsstabilität, die insbesondere bei kalten Feuerraumeinflüssen notwendig ist.

Aus Gründen der Kosten und der zur Verfugung stehenden Reserven wird es immer wünschenswerter, anstelle von Erdgas oder Erdöl als Zündenergieträger, insbesondere bei Kohlenstaubfeuerungen, Kohle oder einen anderen festen Brennstoff als Zündbrennstoffeinzusetzen.

Ausgehend von einer Verfahrensweise gem. VGB-Kraftwerkstechnik, Okt. 1977, Seiten 668 bis 673, wo zum Zünden einer rotationssymmetrischen Kohlenstaub-Rundbrennerflamme mit internem Rückstromgebiet eines Hauptbrenners mit Kernluftkanal die Zündenergie mittels einer gezündeten Zündbrennstoffflamme eines Zündbrenners zentral in das interne Rückstromgebiet der Kohlenstaub-Rundbrennerflamme eingebracht wird, bei dem sich der Zündbrennstoff vom Kohlenstaub der Kohlenstaub-Rundbrennerflamme unterscheidet und bei dem der Zündflanüne die Verbrennungsluft über den Kemluftkanal des Hauptbrenners zugeführt wird, hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, bei Kohlenstaub-Rundbrennern, also Brennern einer speziellen Konstruktion, als Zündenergieträger einen festen Brennstoff einzusetzen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Zündenergie für die Rundbrennerflamme von einer gezündeten Staub-Zündflamme aufgebracht, wobei

a) die Staub-Zündflamme mit einem Brennstaub betrieben wird, der sich vom Hauptbrennstaub in der Könmsg usd/odsr der Konsistenz unterscheidet,

b) das Staubluft-Staubgewichtsverhältnis für die Staub-Zündflamme kleiner (0,5 bis 1,0) als das der Hauptbrennerflamme (1,5 bis 2,0) ist und

c) die Staub-Zündflamme mit einer kleineren Luftzahl (&Lgr; = 0,8-1,1) als die Hauptbrennerflamme (&Lgr; = 1,1-U) betrieben wird.

Aus der DE-PS 9 23 213 ist es an sich bekannt, daß die Zündenergie für die Rundbrennerflamme von einer gezündeten Staub-Zündflamme aufgebracht wird, wobei die Staub-Zündflamme mit einem Brennstaub betrieben wird, der sich vom Hauptbrennerstaub in der Körnung unterscheidet.

Um die Verweilzeit der einzelnen Staubpartikelchen im Zündbereich zu vergrößern, wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, daß die axiale Verbrennungsluftkomponente für die Staub-Zündflarane kleiner ist als diejenige der Hauptbrennerflamme.

Um die kleinere axiale Verbrennurigsluftkomponente für die Staub-Zündflamme in Bezug auf die angestrebte Resultierende auszugleichen, sieht die Erfindung ferner vor, daß die tangentiale Verbrennungsluftkomponente für die Staub-Zündflamme größer ist als diejenige der Hauptbrennerflamme.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist weiter vorgesehen, daß der Zünder des Zündbrenners gaselektrisch, ölelektrisch öder rein elektrisch betrieben wird. Wenn auch eine Staubflamme in bezug auf ihre Zündwilligkeit ein trägeres Verhalten zeigt als die bisher verwendeten Gas- oder Ölflammen, so kann durch eine Einflußnahme auf die Zündbrennerkonstruktion diesem Umstand Rechnung getragen werden.

Es hat sich herausgestellt, daß der reltiven Zündunwilligkeit einer Staub-Zündflamme und der damit verbundenen Zündschwierigkeiten dadurch begegnet werden kann, wenn dem Zündbrenner weitgehend das Konstruktionsprinzip des Hauptbrenners zugrunde gelegt wird. Damit wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Brenner im Brenner-Prinzip auf Staub-Staubflammen im Rundbrenner erweitert.

Ein Kohlenstaub-Rundbrenner bekannter Konstruktion mit einem in der Brennerasche angeordneten, das erfindungsgemäße Verfahrensprinzip anwendenden Zündbrenner ist in der Figur dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Der mit Kohlenstaub betriebene Rundbrenner besteht aus einem zentralen Kernluftrohr 1, das zur Auf-

nähme des Staub-Zündbrenners herangezogen wird. Der Staub-Zündbrenner besteht aus einem konzentrisch um ein Zünderrohr 2 angeordnetes Zündstaubrohr 3, welches seinerseits aus einem Mantelluftrohr 4 mit einem an seinem Lufteintritt angeordneten axial 5 verschiebbaren Drallschaufelkranz 5 sowie aus einem sich konisch erweiternden Austritt 6 besteht. Unbeschadet der konstruktiven Ähnlichkeit der Zündbrenner mit dem Hauptbrenner sind jedoch verfahrensspezifisch notwendige Konstruktions- und Betriebsunterschiede gegeben. Die Konstruktionsunterschiede bestehen in der Gestaltung des konischen Zündbrenneraustritts 6, dessen Konuswickel im allgemeinen größer als der Konuswinkel des Hauptbrenneraustritts 7 ist. Des weiteren ist das Verhältnis der axialen Länge des Austrittskonus zum Mantelluftrohrdurchmesser größer (0,75-1,5) als dasjenige des Hauptbrenners (0,4). Ferner fehlt beim Zündbrenner das Kernluftrohr im Hinblick auf die Herstellung eines fetten und damit zündwilligeren Staublaßgemisches. Ein weiterer konstruktiver Unterschied liegt darin, daß die Zündstaribflamme nach ihrem Austritt aus dem Brennerkonus 6 im Gegensatz zur Hauptbrennerflamme durch den Hauptbrennerkonus 7 vor einem exzessiven Wänneverlust geschützt ist, was sich günstig auf die Zündwilligkeit und Zündstabilität auswirkt

Der Verbrennungsluftstrom für die Zündstaubflamme ist über ein separates Regelorgan unabhängig vom Mantelluftstrom des Hauptbrenners regelbar.

Die Betriebsunterschiede des Zündbrenners gegenüber dem Hauptbrenner bestehen darin, daß das Staubluft-Staubgewichtsverhältnis zur Förderung der Zündwilligkeit wesentlich kleiner (0,5 bis 1,0) als beim Hauptbrenner(l,5 bis 2,0) gewählt wird. Weiter wird die Staub-Zündflamme mit einer kleineren Luftzahl (A = 0,8 bis 1,1) als die der Hauptbrennerflamme (&lgr; = 1,1 bis 1,3) betrieben, mit dem Ziel, das Staubluftgemisch für die Zündflamme in einem fetten und damit zündwilliger^en Bereich zu halten. Ferner weist die Verbrennungsluft des Hauptbrenners unterschiedliche Luftgeschwindigkeitskomponenten auf, und zwar ist die axiale Luftgeschwindigkeitskomponente kleiner als diejenige des Hauptbrenners, wodurch die Verweilzeit der Brennstaubpartikel im Zündbereich erhöht und damit die ZündsSabüität vsrbessert wird. Die über den Drallschaufelkranz 5 einstellbare tangential Luftgeschwindigkeitskomponente dagegen ist größer als diejenige des Hauptbrenners, um dadurch zu gewährleisten, daß der die Turbulenz bzw. £en Mischungsvorgang vorwiegend beeinflussende resultierende VerbrennungsluftgeschwindigHeitsvektor stets im optimalen Bereich gehalten wird.

Der Hauptbrenner besteht seinerseits außer aus einem Kernluftroür 1 mit regelbarer Luftzufuhr 8 noch aus einem koaxial angeordneten Staubluftrohr 9, welches mit einer Staubverteilerkammer 10 an die Staubleitung 11 angeschlossen ist. Um das Staubluftrohr 9 ist koaxial ein Mantelluftrohr 12 angeordnet, welches über Klappen 13 mit dem Hauptluftkanal 14 verbunden ist. Ein von der Mantelluft axial dufchstfömter Drallschaufeiring 15 kann über mehrere Spindeln 16 und das Handrad 17 axial verschoben werden. Der Mantelluftkanal 18 ist über den sich konisch erweiternden Hauptbrenneraustritt 7 mit dem Feuerraum verbunden. Drallschaufelkranz 15 und konischer Brenneraustritt 7 gewährleisten bekanntermaßen die Ausbildung einer die Zündung des Hauptbrenners fördernden Rückströmzone. Der Hauptbrenneraustritt 7 ist z. B. aus keramischer Masse gefertigt; er wird in einen Rohrkorb 19 eingebaut, der aus den Rohren der Wandberohrung des Feuerraums gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zünden einer rotationssymmetrischen Kohlenstaub-Rundbrennerflamme mit internem Rückstromgebiet eines Hauptbrenners mit Kernluftkanal, bei der die Zündenergie mittels einer gezündeten Zündbrennstoffflamme eines Zündbrenners zentral in das interne Rückstromgebiet der Kohlenstaub-Rundbrennerflamme eingebracht wird, bei dem sich der ZündbrennstofTvom Kohlenstaub der Kohlenstaub-Rundbrennerflamme unterscheidet und bei dem der Zündflamme die Verbrennungsluft über den Kernluftkanal des Hauptbrenners zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündenergie für die Rundbrennerflamme von einer gezündeten Staub-Zündflamme aufgebracht wird, wobei